RU2545335C1 - Pyrotechnical composition of elastic igniters - Google Patents
Pyrotechnical composition of elastic igniters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545335C1 RU2545335C1 RU2013151112/05A RU2013151112A RU2545335C1 RU 2545335 C1 RU2545335 C1 RU 2545335C1 RU 2013151112/05 A RU2013151112/05 A RU 2013151112/05A RU 2013151112 A RU2013151112 A RU 2013151112A RU 2545335 C1 RU2545335 C1 RU 2545335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- igniters
- elastic
- composition
- pyrotechnic
- electrodes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 51
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 12
- CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;hydroxy(trioxido)silane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])([O-])[O-].O[Si]([O-])([O-])[O-] CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N barium chromate Chemical compound [Ba+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229940083898 barium chromate Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 12
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 6
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 4
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- SCZFLGPSHHAROT-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Ba] Chemical compound [Cr].[Ba] SCZFLGPSHHAROT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISFLYIRWQDJPDR-UHFFFAOYSA-L barium chlorate Chemical compound [Ba+2].[O-]Cl(=O)=O.[O-]Cl(=O)=O ISFLYIRWQDJPDR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергосодержащим устройствам, например зарядам, таблеткам и резервным источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических электродов батареи примыкающими эластичными воспламенителями.The invention relates to energy-containing devices, such as charges, tablets and backup current sources, driven by ignition of the pyrotechnic electrodes of the battery adjacent elastic igniters.
Уровень данной области техники характеризует пиротехнический состав эластичных ленточных воспламенительных элементов для химического источника тока, сформированный из смеси порошкового циркония (горючего) и хромата бария (окислителя), в которой содержится 1-5 мас.% асбестового волокна длиной 0,5-3 мм, используемого в качестве активного наполнителя - минерального связующего, описанный в патенте JP 60-077362, H01M 3/36, 1985 г.The level of this technical field is characterized by the pyrotechnic composition of elastic tape igniters for a chemical current source, formed from a mixture of powder zirconium (fuel) and barium chromate (oxidizing agent), which contains 1-5 wt.% Asbestos fiber 0.5-3 mm long, used as an active filler, a mineral binder, is described in JP 60-077362, H01M 3/36, 1985.
Указанный состав пиротехнического воспламенителя приготавливается перемешиванием в виде водной суспензии, которую затем фильтруют, отделяя дисперсную фазу, а влажную смесь формуют в виде плоского листа и сушат.The specified composition of the pyrotechnic igniter is prepared by stirring in the form of an aqueous suspension, which is then filtered to separate the dispersed phase, and the wet mixture is formed into a flat sheet and dried.
В результате получается эластичный пироэлемент, который используется в качестве воспламенителей, входящих в структуру резервного источника тока (термохимичекой батареи). Ленточные воспламенители примыкают с торцов к пиротехническим электродам для их воспламенения при запуске батареи в работу.The result is an elastic pyroelement, which is used as igniters included in the structure of the backup current source (thermochemical battery). Tape ignitors adjoin the ends of the pyrotechnic electrodes to ignite them when the battery is put into operation.
Описанные пиротехнические воспламенители образуют при сгорании коксовые остатки и характеризуются относительно высокими скоростью горения и теплоотдачей, что обеспечивает воспламенение пиротехнических электродов и функционирование батареи.The described pyrotechnic igniters form coke residues during combustion and are characterized by a relatively high burning rate and heat transfer, which ensures ignition of the pyrotechnic electrodes and the functioning of the battery.
Недостатком описанных эластичных воспламенителей является функциональная ненадежность из-за нестабильности скорости горения, в результате чего воспламенение пиротехнических электродов батареи происходит не одновременно, при этом не обеспечиваются требуемые разрядные характеристики.The disadvantage of the described elastic igniters is functional unreliability due to the instability of the burning rate, as a result of which the ignition of the pyrotechnic electrodes of the battery does not occur simultaneously, while the required discharge characteristics are not provided.
Это, в частности, объясняется потерей сплошности пиротехнических воспламенителей из-за недостаточной эластичности, не обеспечивающей плотного контакта в примыкании по периметру электродов батареи. Разрушающие деформации воспламенителей происходят по причине недостаточной их гибкости при изгибе с растяжением, когда пространственно формируется конгруэнтная структура с беззазорным примыканием по периметру электродов батареи функциональных нагревателей.This, in particular, is explained by the loss of continuity of pyrotechnic igniters due to insufficient elasticity, which does not provide tight contact in the abutment around the perimeter of the battery electrodes. Destructive deformations of igniters occur due to their insufficient flexibility in bending with tension, when a congruent structure is formed spatially with gapless adjacency along the perimeter of the electrodes of the battery of functional heaters.
В эксплуатации возможны случаи, когда электроды не воспламеняются или воспламеняются с временной задержкой, что резко ухудшает динамику выхода на режим и разрядные характеристики батареи.In operation, there may be cases when the electrodes do not ignite or ignite with a time delay, which sharply worsens the dynamics of the output to the mode and discharge characteristics of the battery.
В принципе возможен отказ в срабатывании резервного источника тока, что недопустимо в ответственных изделиях.In principle, a failure in the operation of the backup current source is possible, which is unacceptable in critical products.
Более совершенным является пиротехнический состав для эластичных воспламенителей, описанный в патенте RU 2342352 C2, C06B 33/06, C06B 29/02, 2008 г., который содержит барий хромовокислый (хромат бария), циркониевый порошок и измельченные волокна асбеста. Особенностью этого состава является то, что в него дополнительно введены перхлорат калия и латекс, модифицирующий измельченные волокна асбеста.More perfect is the pyrotechnic composition for elastic igniters described in patent RU 2342352 C2, C06B 33/06, C06B 29/02, 2008, which contains chromium barium (barium chromate), zirconium powder and ground asbestos fibers. A feature of this composition is that it additionally contains potassium perchlorate and latex, which modifies the crushed asbestos fibers.
Указанный пиротехнический состав по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.The specified pyrotechnic composition according to the technical nature and the number of matching features is selected as the closest analogue to the proposed one.
В известном пиротехническом составе перхлорат калия служит активным окислителем, использование которого на порядок повышает скорость сгорания тонкого пиротехнического воспламенителя до 1 м/с.In the known pyrotechnic composition, potassium perchlorate serves as an active oxidizing agent, the use of which increases the combustion rate of a thin pyrotechnic igniter by an order of magnitude to 1 m / s.
Перхлорат калия обеспечивает конвективный режим сгорания пиротехнических воспламенителей между электродными пластинами батареи, что стабилизирует тепловыделение.Potassium perchlorate provides a convective mode of combustion of pyrotechnic igniters between the electrode plates of the battery, which stabilizes heat generation.
При введении в пиротехнический состав латекса (органического связующего) модифицируются измельченные волокна асбеста за счет образования на них пленочного покрытия из коагулирующего латекса, что обеспечивает повышение прочности и гибкости каркасной структуры тонкого пиротехнического воспламенителя.When latex (an organic binder) is introduced into the pyrotechnic composition, the crushed asbestos fibers are modified due to the formation of a film coating of coagulating latex on them, which increases the strength and flexibility of the frame structure of a thin pyrotechnic igniter.
Недостатком известного состава является ограниченное использование эластичных воспламенителей только в форме лент, так как тонколистовой воспламенитель из-за недостаточной способности сохранять форму в процессе и после горения вследствие диспергирования и разрушения шлаков, при этом физически невозможно беззазорно примкнуть воспламенитель к профилю воспламеняемого изделия и, главное, при горении сплошной воспламенитель будет разорван бурно генерируемыми газами, нарушая контакт с изделием, то есть конструкция такой батареи нефункциональна.A disadvantage of the known composition is the limited use of elastic igniters only in the form of tapes, since a thin-sheet igniter due to insufficient ability to maintain shape during and after burning due to dispersion and destruction of slag, while it is physically impossible to adhere to the profile of the combustible product and, most importantly, during combustion, the solid igniter will be torn apart by violently generated gases, disrupting contact with the product, i.e. the design of such a battery is not functional ionalna.
Кроме того, сложная технология изготовления ленточных воспламенителей неприемлема в серийном производстве, во-первых, из-за применения в пиротехническом составе воспламенителей латекса, который при контакте с асбестом практически мгновенно коагулирует и комкуется, не образуя пленочного покрытия волокон.In addition, the complex manufacturing technology of tape igniters is unacceptable in mass production, firstly, due to the use of latex igniters in the pyrotechnic composition, which when in contact with asbestos coagulates and crumbles almost instantly without forming a film coating of the fibers.
Для того чтобы ввести органическое связующее в состав, латекс диспергируют в жидкой фазе.In order to introduce an organic binder into the composition, latex is dispersed in the liquid phase.
Во-вторых, для обеспечения гибкости минеральному наполнителю и несущей прочности формируемому тонкому воспламенителю, необходимо поверхность диспергированных в жидкости измельченных волокон асбеста покрыть латексом в присутствии лигносульфоната.Secondly, to ensure the flexibility of the mineral filler and the bearing strength of the formed thin igniter, it is necessary to cover the surface of the crushed asbestos fibers dispersed in a liquid with latex in the presence of lignosulfonate.
После этого жидкую фазу - водный насыщенный раствор перхлората калия с лигносульфонатом (которую необходимо утилизировать) принудительно удаляют.After that, the liquid phase - an aqueous saturated solution of potassium perchlorate with lignosulfonate (which must be disposed of) is forcibly removed.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование воспламенительного пиротехнического состава, технологически просто перерабатываемого в эластичные воспламенители, характеризующиеся функциональной надежностью и повышенной эффективностью действия по основному назначению.The technical problem to which the present invention is directed is to improve the igniter pyrotechnic composition, which is technologically easy to process into elastic igniters, characterized by functional reliability and increased efficiency for the main purpose.
Требуемый технический результат достигается тем, что пиротехнический состав эластичных воспламенителей, включающий хромат бария, циркониевый порошок и диспергированный асбест в качестве связующего, согласно изобретению, содержит асбест хризотиловый дисперсностью 0,2-2 мм и дополнительно стабилизатор шлаков - диоксид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:The required technical result is achieved in that the pyrotechnic composition of elastic igniters, including barium chromate, zirconium powder and dispersed asbestos as a binder, according to the invention, contains chrysotile asbestos with a dispersion of 0.2-2 mm and an additional slag stabilizer - zirconium dioxide in the following ratio of components, wt.%:
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили стабилизацию формы тонколистовых эластичных воспламенителей при горении, с повышением теплопроводности формируемых шлаков, а также гарантированно одновременное воспламенение пиротехнических электродов резервного источника электропитания за счет стабилизации скорости горения воспламенителей и оптимизации их качественного и количественного пиротехнического состава.Distinctive features of the proposed technical solution ensured stabilization of the shape of thin-sheet elastic igniters during combustion, with an increase in the thermal conductivity of the formed slags, as well as guaranteed simultaneous ignition of the pyrotechnic electrodes of the backup power source by stabilizing the burning rate of igniters and optimizing their qualitative and quantitative pyrotechnic composition.
В предложенных эластичных воспламенителях практически исключено диспергирование шлаков, за счет формирования при горении состава газопроницаемого коксового остатка с пористостью 10%, а также минимизировано газовыделение при горении, что расширяет область применения.In the proposed elastic igniters, dispersion of slag is practically eliminated due to the formation of a gas-permeable coke residue with a porosity of 10% during combustion, and gas evolution during combustion is minimized, which expands the scope.
При содержании в пиротехническом составе хромата бария меньше 62 мас.% ухудшается воспламеняемость из-за снижения скорости горения ниже оптимальной, когда время задействования батареи электропитания неудовлетворительно продолжительное.When the content of barium chromate in the pyrotechnic composition is less than 62 wt.%, The flammability deteriorates due to a decrease in the burning rate below the optimum, when the time of operation of the battery is unsatisfactorily long.
При содержании в пиротехническом составе хромата бария больше 70 мас.% происходит неполное взаимодействие с металлическим горючим термической основы и остаток является балластом в массе воспламенителя.When the content of barium chromate in the pyrotechnic composition is more than 70 wt.%, Incomplete interaction with the metal fuel of the thermal base occurs and the remainder is the ballast in the mass of the igniter.
Цирконий - металлическое горючее термической основы состава, обеспечивающее заданные теплоотдачу и скорость горения воспламенителя.Zirconium is a metal fuel of the thermal base of the composition, which provides the specified heat transfer and the burning speed of the igniter.
При содержании в пиротехническом составе циркониевого порошка меньше 26 мас.% резко снижается скорость горения воспламенителя, при этом в результате низкой интенсивности теплоотдачи продуктов сгорания распределенные функциональные пиротехнические электроды батареи воспламеняются и горят нестабильно, вплоть до затухания.When the content of zirconium powder in the pyrotechnic composition is less than 26 wt.%, The igniter burning rate sharply decreases, while due to the low heat transfer intensity of the combustion products, the distributed functional pyrotechnic electrodes of the battery ignite and burn unstably, up to attenuation.
Содержание в пиротехническом составе циркониевого порошка больше 30 мас.% является балластным, так как при этом не отмечается улучшения показателей назначения, при вероятном частичном невоспламенении электродов.The content in the pyrotechnic composition of zirconium powder of more than 30 wt.% Is ballast, since there is no improvement in the indicators of appointment, with a probable partial non-ignition of the electrodes.
Повышенный объем газообразования продуктов сгорания сопровождается диспергированием разрыхляемых шлаков и, как следствие, ухудшается контакт с воспламеняемым изделием, причем применение пластинчатых воспламенителей в этом случае невозможно из-за их разрыва давлением в зоне примыкания.The increased volume of gas generation of the combustion products is accompanied by the dispersion of loosened slags and, as a result, the contact with the combustible product deteriorates, and the use of plate ignitors in this case is impossible due to their bursting by pressure in the adjacency zone.
Диоксид циркония служит в качестве каркасообразователя воспламенителя как при изготовлении, так и при горении, сохраняя его исходные габариты в форме пористого газопроницаемого коксового остатка, что стабилизирует теплоотдачу, исключая диспергирование шлаковых частиц в фронте горения.Zirconia serves as a carburizing agent for the igniter both during manufacture and during combustion, while maintaining its original dimensions in the form of a porous gas-permeable coke residue, which stabilizes heat transfer, eliminating the dispersion of slag particles in the combustion front.
Содержание в пиротехническом составе диоксида циркония меньше 2 мас.% гарантированно не обеспечивает стабильности его начальной формы при функционировании и после сгорания воспламенителя, что нарушает структурную монолитность с электродами и соответственно оптимальную теплопередачу.A content of zirconia in the pyrotechnic composition of less than 2 wt.% Does not guarantee the stability of its initial form during operation and after combustion of the igniter, which violates the structural monolithicity with the electrodes and, accordingly, the optimal heat transfer.
Содержание в пиротехническом составе диоксида циркония больше 4 мас.% увеличивает долю инертной массы, которая в холостую потребляет часть развиваемой тепловой энергии, ухудшая воспламеняемость основного пиротехнического заряда, из-за снижения калорийности состава и скорости его горения.The content in the pyrotechnic composition of zirconium dioxide more than 4 wt.% Increases the proportion of inert mass, which idles consumes part of the developed heat energy, impairing the flammability of the main pyrotechnic charge, due to a decrease in the calorific value of the composition and its burning rate.
Термостойкий хризотиловый асбест представляет собой волокнистый минеральный материал, который легко расщепляется на гибкие и тонкие волокна толщиной до 0,5 мкм, имеющих прочность при растяжении вдоль волокон до 3 ГПа.Heat-resistant chrysotile asbestos is a fibrous mineral material that is easily split into flexible and thin fibers up to 0.5 microns thick, having tensile strength along the fibers up to 3 GPa.
Хризотиловый асбест легко распушивается и измельчается при циркулировании водной суспензии в обычном диспергаторе до заданных линейных размеров волокон в прямой зависимости от числа циклов ее вращения.Chrysotile asbestos is easily fluffed and crushed when the aqueous suspension is circulated in a conventional dispersant to the specified linear fiber sizes in direct proportion to the number of cycles of its rotation.
При использовании асбестовых волокон длиной меньше 0,2 мм прочность и эластичность тонких воспламенителей не достигают заданных пределов для практического применения с силовым деформированием для примыкания с развитой поверхностью воспламеняемого изделия.When using asbestos fibers with a length of less than 0.2 mm, the strength and elasticity of thin igniters do not reach the specified limits for practical use with force deformation to adjoin a developed surface of a flammable product.
При измельчении волокон асбеста размером больше 28 мм резко усложняется процесс смешивания компонентов пиротехнического состава, ухудшается качество смеси из-за образования конгломератов при свивании волокон, что не обеспечивает равномерного распределения в массе состава и термомеханических свойств воспламенителей.When grinding asbestos fibers larger than 28 mm, the process of mixing the components of the pyrotechnic composition is sharply complicated, the quality of the mixture deteriorates due to the formation of conglomerates during fiber curling, which does not ensure uniform distribution in the mass of the composition and thermomechanical properties of igniters.
При содержании в пиротехническом составе измельченного хризотилового асбеста меньше 2 мас.% не достигается требуемая эластичность воспламенителей из-за недостаточной функциональной связки компонентов, формируемой в процессе вакуумного осаждения композиции.When the content of crushed chrysotile asbestos in the pyrotechnic composition is less than 2 wt.%, The required elasticity of igniters is not achieved due to insufficient functional bonds of the components formed during the vacuum deposition of the composition.
При содержании в пиротехническом составе измельченного хризотилового асбеста больше 4 мас.% увеличивается толщина воспламенителя и резко уменьшается скорость его горения, ухудшая воспламеняющую способность.When the content of crushed chrysotile asbestos in the pyrotechnic composition is more than 4 wt.%, The thickness of the igniter increases and its burning rate sharply decreases, worsening the flammability.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in signs of disunity, that is, the technical task posed is not solved by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом практической возможности серийного изготовления пиротехнических составов для эластичных тонких воспламенителей на действующем оборудовании, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a pyrotechnic specialist, showed that it is unknown, and taking into account the practical possibility of serial production of pyrotechnic compositions for thin elastic igniters on existing equipment, we can conclude on compliance with the conditions of patentability.
Оптимальный количественный состав предложенного воспламенительного состава был рассчитан по математической модели планирования эксперимента и проверен испытаниями опытных образцов воспламенителей в комплекте с пиротехническими электродами термохимической батареи, изготовленных при различном массовом соотношении компонентов для определения уровня показателей назначения: в пределах диапазона содержания компонентов, на его границах и за границами оптимизированных диапазонов.The optimal quantitative composition of the proposed igniter composition was calculated according to the mathematical model of the experimental design and verified by testing prototypes of igniters complete with pyrotechnic electrodes of a thermochemical battery, manufactured at different mass ratios of components to determine the level of destination indicators: within the range of components, at its borders and beyond the boundaries of optimized ranges.
Характерные составы, испытанные в структуре эластичных воспламенителей, приведены в Таблице 1.Typical formulations tested in the structure of elastic igniters are shown in Table 1.
Сравнительные результаты опытной проверки функционирования воспламенительных составов сведены в Таблицу 2.Comparative results of a pilot test of the functioning of igniter compositions are summarized in Table 2.
Из данных таблиц следует, что составы 1 и 5 не обеспечивают гарантированного и одновременного воспламенения пиротехнических электродов батареи из-за низкой скорости горения воспламенителя.From these tables it follows that compositions 1 and 5 do not provide guaranteed and simultaneous ignition of the pyrotechnic electrodes of the battery due to the low burning speed of the igniter.
При этом в составе 1 при горении происходит значительное диспергирование шлаков, приводящее к резкому уменьшению поверхности контакта с воспламеняемым зарядом и, следовательно, ненадежному его воспламенению.In this case, when burning, a significant dispersion of slag occurs, which leads to a sharp decrease in the contact surface with a flammable charge and, therefore, its unreliable ignition.
Составы 2-3 характеризуются надежностью функционирования по скорости горения и практически одновременной передачей теплового импульса на распределенные пиротехнические заряды и электроды.Compositions 2-3 are characterized by reliable operation in terms of burning rate and practically simultaneous transfer of a thermal pulse to distributed pyrotechnic charges and electrodes.
Предложенный воспламенительный состав готовится и перерабатывается по принятой в пиротехническом производстве технологии, на существующем стандартном оборудовании.The proposed igniter composition is prepared and processed according to the technology adopted in the pyrotechnic production, using existing standard equipment.
Порошкообразные компоненты состава вводят в технологическую жидкую среду барботера мерными долями (мас.%): 66±4 хромата бария, 28±2 циркония, 3±1 диоксида циркония и 3±1 измельченного асбеста (волокнистого связующего).Powdered components of the composition are introduced into the technological liquid bubbler in measured proportions (wt.%): 66 ± 4 barium chromate, 28 ± 2 zirconium, 3 ± 1 zirconia and 3 ± 1 ground asbestos (fibrous binder).
Технологическую суспензию приготавливают активным перемешиванием компонентов подаваемым снизу в емкость сжатым воздухом, создающим барботирование смеси, чем обеспечивается равномерное их распределение в объеме.A technological suspension is prepared by actively mixing the components with compressed air supplied from below into the container, creating a bubbling of the mixture, which ensures their uniform distribution in volume.
Хризотиловый асбест измельчают посредством циркулирования технологической суспензии в диспергаторе, содержащем кавитатор и тангенциально расположенные сопла ротора, в течение времени, которое обеспечивает распушивание волокон и дробление их на фрагменты длиной 0,2-2 мм.Chrysotile asbestos is crushed by circulating a technological slurry in a dispersant containing a cavitator and tangentially located rotor nozzles for a time that allows the fibers to fluff and crush them into fragments 0.2-2 mm long.
Измельченные волокна асбеста прокаливают для удаления органических примесей и получения однородной массы, обеспечивающей образование заданной каркасности структуре формуемого эластичного воспламенителя.The crushed asbestos fibers are calcined to remove organic impurities and obtain a homogeneous mass, which ensures the formation of a given framework for the structure of the molded elastic igniter.
Затем приготовленную суспензию компонентов пиротехнического состава вводят, перемешивая, в плоскую форму листоотливного аппарата, установленную на фильтре-подложке, создав на нем оптимальный перепад давления 0,06-0,10 МПа.Then, the prepared suspension of the components of the pyrotechnic composition is introduced, mixing, into the flat form of the sheet-blowing apparatus mounted on the filter substrate, creating an optimal pressure drop of 0.06-0.10 MPa on it.
В результате удаления жидкой фазы на фильтре-подложке формируется тонкий слой пиротехнического состава в пластине 200×200 мм, которую снимают при влажности 15-30%.As a result of the removal of the liquid phase on the filter substrate, a thin layer of pyrotechnic composition is formed in the plate 200 × 200 mm, which is removed at a moisture content of 15-30%.
Далее сформированную пиротехническую пластину толщиной 0,3-0,6 мм сушат при температуре 16-80°C до конечной влажности не более 0,4 мас.%.Next, the formed pyrotechnic plate with a thickness of 0.3-0.6 mm is dried at a temperature of 16-80 ° C to a final moisture content of not more than 0.4 wt.%.
Пиротехнический состав и технология его приготовления позволяют качественно формировать тонкие эластичные пластины, пригодные для беззазорной установки на воспламеняемых изделиях сложной пространственной формы. При этом увеличивается контактная поверхность и, следовательно, надежность воспламенения.The pyrotechnic composition and the technology of its preparation make it possible to qualitatively form thin elastic plates suitable for clearance-free installation on flammable products of complex spatial shapes. This increases the contact surface and, therefore, the reliability of ignition.
Использование тонколистового воспламенителя стало возможным при условии, что предложенный пиротехнический состав является малогазовым и при горении не нарушается его сплошность и контакт с нагреваемым изделием.The use of a thin-sheet igniter became possible provided that the proposed pyrotechnic composition is low-gas and during combustion its continuity and contact with the heated product are not violated.
Далее готовую пиротехническую пластину режут на ленты шириной 4-6 мм для использования в качестве воспламенителей пиротехнических электродов термохимической батареи.Next, the finished pyrotechnic plate is cut into ribbons 4-6 mm wide for use as igniters of the pyrotechnic electrodes of a thermochemical battery.
Предложенные эластичные воспламенители выдерживают 20-30 полных реверсных перегибов при растягивающем усилии 0,1 кгс, что гарантированно обеспечивает их конструктивную и технологическую адаптивность в примыкании к профилю изделий сложной формы.The proposed elastic ignitors withstand 20-30 full reverse bends with a tensile force of 0.1 kgf, which is guaranteed to provide their constructive and technological adaptability adjacent to the profile of products of complex shape.
Положительные результаты испытаний опытных образцов эластичных воспламенителей из предложенного состава по стабильности воспламенения и скорости их горения, обеспечивающих, в частности, гарантированный вывод резервного источника тока на заданный режим функционирования по назначению, позволяют рекомендовать изобретение на промышленное серийное использование для поставки заказчикам.The positive test results of prototypes of elastic igniters from the proposed composition for ignition stability and their burning rate, providing, in particular, a guaranteed output of the backup current source to the specified operating mode as intended, allow us to recommend the invention for industrial serial use for delivery to customers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151112/05A RU2545335C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Pyrotechnical composition of elastic igniters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151112/05A RU2545335C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Pyrotechnical composition of elastic igniters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2545335C1 true RU2545335C1 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=53383269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151112/05A RU2545335C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Pyrotechnical composition of elastic igniters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545335C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3753811A (en) * | 1957-06-13 | 1973-08-21 | E Julian | Igniter composition |
| SU396872A3 (en) * | 1971-03-08 | 1973-08-29 | ||
| GB1337235A (en) * | 1971-04-28 | 1973-11-14 | Life Support | Ignition compositions |
| RU2306306C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Федеральное агентство по атомной энергии | Composition for manufacturing elastic pyrotechnic material |
| RU2342352C2 (en) * | 2007-01-22 | 2008-12-27 | Николай Михайлович Вареных | Composition for pyrotechnic belt igniter |
| RU2386608C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Composition for preparing pyrotechnic elastic material |
| RU2461099C2 (en) * | 2010-11-16 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Квант" | Composition for pyrotechnic string-type igniter (psi), and its manufacturing method |
-
2013
- 2013-11-18 RU RU2013151112/05A patent/RU2545335C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3753811A (en) * | 1957-06-13 | 1973-08-21 | E Julian | Igniter composition |
| SU396872A3 (en) * | 1971-03-08 | 1973-08-29 | ||
| GB1337235A (en) * | 1971-04-28 | 1973-11-14 | Life Support | Ignition compositions |
| RU2306306C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Федеральное агентство по атомной энергии | Composition for manufacturing elastic pyrotechnic material |
| RU2342352C2 (en) * | 2007-01-22 | 2008-12-27 | Николай Михайлович Вареных | Composition for pyrotechnic belt igniter |
| RU2386608C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Composition for preparing pyrotechnic elastic material |
| RU2461099C2 (en) * | 2010-11-16 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Квант" | Composition for pyrotechnic string-type igniter (psi), and its manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Experimental effective metal oxides to enhance boron combustion | |
| EP3412344B1 (en) | Extinguishant composition | |
| He et al. | Lithium-perchlorate/polyvinyl-alcohol-based aluminized solid propellants with adjustable burning rate | |
| KR20170031087A (en) | Passive insulation materials | |
| WO2016148014A1 (en) | Aerosol fire-extinguisher composition | |
| JP2008291354A5 (en) | ||
| KR20220083140A (en) | Fire extinguishing powder for suppression of metal and metal-ion batteries and manufacturing method thereof | |
| CN107636177A (en) | For method and apparatus of the burn off containing precious metal material | |
| CN106565390A (en) | Electronically-controlled combustion solid propellant and preparation method thereof | |
| Ma et al. | A novel green electrically controlled solid propellant with good electrical response and high energy performance | |
| RU2545335C1 (en) | Pyrotechnical composition of elastic igniters | |
| CN105492113B (en) | Gas generator | |
| JP6246455B2 (en) | Burner for sintering furnace ignition furnace | |
| KR20230063553A (en) | Composition for preventing thermal runaway propagation and spacers for secondary battery having the same | |
| KR102129599B1 (en) | High burning-rate heat source structure for thermal battery, and Method for manufacturing the same | |
| RU2342352C2 (en) | Composition for pyrotechnic belt igniter | |
| Wang et al. | Investigation on explosion overpressure and flame propagation characteristics of magnesium hydride dust of different particle sizes | |
| JP2008103243A (en) | Nonflammable solid electrolyte | |
| RU2386608C1 (en) | Composition for preparing pyrotechnic elastic material | |
| EP3222913B1 (en) | Biomass micron fuel high-temperature clean combustion method based on adiabatic combustion conditions | |
| RU2483050C2 (en) | Pyrotechnical composition | |
| EP4353330A1 (en) | Aerosol fire-extinguishing agent composition | |
| RU2514826C1 (en) | Microwave-gradient activation of coal fuel with help of protective film | |
| JP2004163070A (en) | Combustion equipment for exhaust gas generated inside gasification melting furnace and combustion method | |
| CN101323806A (en) | solid fuel rod |